高应变速率下钛-钢复合板界面组织特征及变形机制

在高应变速率下,钛-钢复合板不同材料以不同的变形机制协调变形,结合界面起到至关重要的作用.本文分析研究了高应变速率下钛-钢复合板的界面组织特征和变形机制.结果表明:在钢侧,随着应变速率的提高,小角度(3°~10°)晶界含量增多,织构组分{1-12}〈2-41〉逐渐演变为织构{6-65}〈38-6〉和{111}〈1-10〉.在钛侧,随着应变速率的提高,出现了明显的形变孪晶组织,三种形变孪晶如{11-21}〈1-100〉拉伸孪晶、{11-22}〈11-23〉压缩孪晶和{10-12}〈10-11〉拉伸孪晶产生的难易程度不一样,变形机制由常规的"孪生变形为主"转变为"位错滑移与孪生变形共存"的复合变形模式.在结合界面处,随着应变速率的提高,需要适应由两侧产生的不同变形抗力,才能够实现连续变形而不致使材料发生破坏,其主要的协调机制依靠结合界面及附近晶粒的滑移实现变形.     

IF钢生产过程中的织构演变

对IF钢生产过程中热轧、冷轧及退火试样的织构演变进行研究.分别借助EBSD和XRD测定和计算了热轧、退火及冷轧试样的取向分布函数及相关织构组分的体积分数.结果发现,热轧板在变形过程中发生了动态再结晶,晶粒为细小的等轴晶,为后续组织发展提供了基础;热轧后试样中的织构很弱,不会影响冷轧织构组分及含量.冷轧过程是织构形成的主要过程,试样中含有4种主要的织构组分:{001}〈110〉、{111｝〈110〉、{111}〈112〉和{112}〈110〉.退火过程中发生再结晶,4种冷轧织构组分在退火过程中均分别转变为{111｝面织构.     

Ta-7.5％W在退火过程中的组织和织构演变

通过金相组织观察、透射电子显微镜(TEM)及显微硬度测试,研究冷轧变形量为95％的Ta-7.5％W合金箔材在1 050,1 200和1 360℃退火时的组织和性能变化,并采用取向密度函数(ODF)分析在此过程中其织构演变规律.对其实验结果进行研究发现:冷轧态Ta-7.5％W合金硬度为HV 300,经1 360℃退火后硬度迅速减小,说明此时合金已发生回复再结晶.轧制后的Ta-7.5％W合金箔材具有各向异性,在轧面∥{111}取向上形成位错胞亚结构,在轧面∥{100}取向上形成了形变带,冷轧态的主要织构为{001}〈110〉,{112} 〈110〉和{110}〈110〉织构;在1 200℃退火时,在轧面∥{111}取向上,再结晶通过亚晶界迁移、亚晶长大形核,而在轧面∥{100}取向上,主要是通过亚晶转动、聚合形核;{001}〈110〉织构增强,{112}〈110〉织构减弱;在1 360℃退火时,{001}〈110〉织构急剧减弱,{111}〈112〉织构增强.     

定向凝固Fe—6.5%Si合金室温三点弯曲过程中的滑移

分析了定向凝固Fe-6.5％Si合金室温三点弯曲试样中的滑移带,采用EBSD方法测定了晶界位向差和晶粒取向.结果表明,在横向试样近下表面两个位向差为29.3°的晶粒中,滑移带在{001}面上分别与〈010〉方向成25°和60.7°.经分析,这两组滑移带都不属于{110}〈111〉滑移系,而可能属于{112}〈111〉或{123}〈111〉滑移系.     

冷轧高纯铝板再结晶织构的演变特征

利用X射线定量织构分析术,对90%冷轧变形高纯铝板的冷轧态织构和400℃等温退火织构进行了测定和分析·结果表明,主要冷轧织构组分{114}〈221〉在向再结晶立方织构组分{001}〈100〉的转变过程中,出现一中间过渡织构组分-{001}〈110〉反高斯织构组分·主要冷轧织构组分{114}〈221〉与反高斯织构组分{001}〈110〉之间、次要冷轧织构组分{013}〈031〉与立方织构组分{001}〈100〉之间分别存在195°〈110〉和184°〈100〉的位向...     

冷变形织构沿纯铜线材径向分布的研究

为了探讨显微组织与形变织构的相关性,对纯铜线材运用精确的线材织构测定方法进行织构测定,采用取向分布函数法(ODF)分析了织构沿纯铜线材径向的分布.研究表明:单晶铜线材表面织构组分由〈100〉,〈112〉与〈110〉组成.由表及里〈100〉呈现增加趋势,并在中心层成为主要织构组分;〈112〉先增加后减少;〈110〉呈现减少趋势.多晶铜线材表面织构组分有〈100〉,〈111〉,〈112〉.由表及里〈100〉呈现先增加后减少;〈111〉呈现增加趋势,并在中心层与〈100〉成为主要织构组分;〈112〉先减少后增加.     

异步轧制无取向硅钢的再结晶织构演变

在无取向硅钢冷轧过程中采用同步轧制和速比为1.06,1.125,1.19的异步轧制,以考察异步轧制对冷轧和再结晶织构的影响.研究发现,异步轧制减弱冷轧织构中{001}～{112}〈110〉组分,增强{111}〈112〉并减弱{111}〈110〉组分.{111}〈112〉和{111}～{225}〈110〉形变晶粒内剪切带处分别形成η(〈001〉∥RD)及偏离其15°的η′(Ψ=75°,θ=0～45°,φ=0°)再结晶晶粒,η′因晶核尺寸优势发展成为主要织构组分.异步轧制下形变织构的变化有利于改善再结晶织构特征及性能,其影响随速比增大而增强.     

超高速碰撞下体心立方纯铁的变形孪晶

采用非火药驱动二级轻气炮技术将2017Al合金弹丸以3km/s速度撞击纯铁靶板,通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了纯铁材料的微观组织演化.根据微观组织的不同特征可将纯铁靶板分为细晶区、高密度孪晶区和低密度孪晶区.在低密度孪晶区的主要变形方式为{112}面的孪晶,而高密度孪晶区主要变形方式为{112}面的孪晶和{110}、{112}及{123}面的位错之间的交互作用.超高速碰撞下孪晶形成机制与普通变形条件下没有区别,但是孪晶形貌区别较大,高密度位错聚集在孪晶界附近造成孪晶界面模糊;螺位错在孪晶界上分解导致沿着孪晶界发生弯曲和凹痕甚至孪晶的断裂.     

高锰TWIP钢拉伸时织构演变和孪生弱化织构的作用

研究室温下锰的质量分数分别为26％和30％的两种晶粒较粗大的TWIP钢拉断过程中织构的演变规律及孪生弱化〈111〉织构的作用.结果表明,TWIP钢拉伸时形成较强的〈111〉织构,也形成由〈111〉取向晶粒的不同孪晶产生的接近〈100〉的弱织构,从而孪生弱化了〈111〉拉伸织构.粗的奥氏体晶粒促进孪生,从而加速〈111〉织构的弱化.拉伸过程中〈111〉取向的晶粒有利于形变孪生,〈100〉取向的晶粒不利于孪生.锰含量较低的26Mn钢出现少量的形变诱发ε-M,由于ε-M主要从〈111〉取向的形变孪晶内形成,因此也出现择优取向,形成倾转的基面织构,弱化了〈111〉织构.     

基于元胞自动机方法的CSP流程冷轧低碳钢

采用元胞自动机方法对 CSP流程冷轧低碳钢再结晶过程进行模拟研究.结果表明,冷轧变形量为71.4%的CSP流程冷轧低碳钢的再结晶开始温度为540 ℃左右,再结晶结束温度为600～620 ℃;计算机模拟得到再结晶完成温度为604 ℃,再结晶完成时间为96 min;再结晶完成时,其晶粒平均直径为7.0 μm,而晶粒尺寸分布主要集中在2～14 μm,此类尺寸晶粒约占晶粒总数的90%,且具备了Weibull分布函数的特征.同时冷轧低碳钢再结晶完成时,{111}〈110〉和{111}〈112〉织构组分的含量最高,总计为63.12%,{110}〈110〉和{112}〈110〉织构组分的含量则分别为9.67%和7.6%,而{001}〈110〉织构组分的含量最低.     

Influence of slip system combination models on crystal plasticity finite element simulation of NiTi shape memory alloy undergoing uniaxial compression

The influence of various slip system combination models on crystal plasticity finite element simulation of Ni Ti shape memory alloy subjected to uniaxial compression deformation is investigated according to three combinations of slip systems, including combination of {010}100and {110}111slip modes, combination of {110}100and {110}111slip modes and combination of {110}100, {010}100and {110}111slip modes, which consist of 18, 18 and 24 slip systems, respectively. By means of simulating mechanical response,strain distribution, stress distribution and Schmid factor, it can be found that in terms of simulation accuracy,combination of {110}100and {110}111slip modes is in good agreement with combination of {110}100,{010}100and {110}111slip modes. The contribution of {110}100slip mode to plastic strain is primary in plastic deformation of Ni Ti shape memory alloy, whereas {010}100slip mode, which makes small contribution to plastic deformation, can be regarded as the unfavorable slip mode. In the case of large plastic strain, the {010}100slip mode contributes to the formation of(001) [010] texture component, while {110}100and {110}111slip modes facilitate the formation of γ-fibre(111) texture.     

Phase formation,texture evolutions,and mechanical behaviors of Al0.5CoCr0.8FeNi2.5V0.2 high-entropy alloys upon cold rolling

The cold rolling (CR) reduction dependence of microstructure evolutions and mechanical properties for Al_0.5CoCr_0.8FeNi_2.5V_0.2 high-entropy alloy (HEA) were investigated. The HEA remains FCC structures consisting of nanoscale ordered L1₂ phase, confirming the phase formation prediction. With increasing CR reduction, the textures transform from random ones to FCC rolling ones accompanied by dense slip bands and deformation twins. Under a 50% CR reduction, the deformation textures started to become evident and were governed by typical {111}<112>F, {110}<100>Goss and {112}<111>Cu texture components. When the CR reduction approached 90%, the deformation textures mainly contained the {110}<111>A, {114}<110>X, and {112}<111>Cu texture components. As a result, both Vickers hardness and ultimate strength increased, but the ductility decreased roughly. The enhanced strength should be attributed to the anisotropy and work hardening behavior from textures. The plastic deformation for the samples under low CR reductions was dominated by deformation twins and slip bands. However, under high CR reductions, the textures severely impeded the further propagation of pre-existing slip bands, leading to the rapid decrease of ductility. Therefore, the CR reduction should be carefully designed before optimal heat treatments to enhance the strength and ductility synergy.     

热轧工艺对409L铁素体不锈钢深冲性的影响

对含有单一柱状晶的409L铁素体不锈钢连铸坯,采用不同终轧温度的热轧工艺,由常规热轧转变为温轧,再经过相同后续工艺;较低终轧温度的成品获得了较高rm值和较低△r值.终轧温度的降低使组织演变发生变化:热轧和冷轧组织中晶界和晶内剪切带增多,变形组织被细化、硬化,尤其是中心层附近的粗大带状晶粒;两者的增多又增加了退火过程中的...     

取向硅钢薄带形变再结晶组织及织构演变

利用背散射电子衍射微织构分析技术及X射线衍射织构分析技术,结合对取向硅钢薄带再结晶各阶段退火板磁性能的分析,系统研究了其形变再结晶过程中的组织及织构演变。结果表明,薄带内原始高斯晶粒取向发生绕TD轴向{111}<112>的转变,同时晶粒取向还表现出绕RD轴的附加转动,这种附加转动及其导致的表层微弱立方形变组织可为再结晶立方织构的形成提供核心。退火各阶段样品磁性能的变化对应了{110}-{100}<001>有益织构及其他织构的强弱转变以及再结晶晶粒不均匀程度的变化,综合织构类型及晶粒尺寸的变化推断发生了二次及三次再结晶过程。升温过程再结晶织构演变主要体现了织构诱发机制,也即与基体存在绕<001>轴取向关系的晶粒长大优势结合高斯织构的抑制效应发挥作用;而在高温长时间保温后三次再结晶过程,{110}低表面能诱发异常长大发挥主要作用使得最终得到锋锐的高斯织构。     

冷轧钢板变形织构的理论模拟

采用取向分布函数法研究了钢板中的轧制织构。其中以｛１１０｝＜１１１＞滑移系滑移为基本变形机制，利用Ｓａｃｈｓ，Ｔａｙｌｏｒ，ＲＣ和ＰＣ等模型对轧制织构进了理论模拟。这些理论模型可以再现体心立方金属冷轧过程中晶粒取向在｛１１２｝＜１１０＞，｛１１１｝＜１１０＞，｛１１１｝＜１１２＞及｛００１｝＜１１０＞附近的聚集过程。分析表明｛１１０｝＜１１１＞滑移系的滑移是体心立方金属十分重要的变形机制，适当参考     

退火时间对高强细晶IF钢再结晶织构的影响

以含铌高强细晶IF钢为研究对象,在不同保温时间下进行了连续退火实验.通过采用OM显微分析及EBSD测试技术对实验钢进行显微组织和微观织构观察分析,得到含铌高强细晶IF钢在退火过程中织构的演变规律.实验结果揭示：高强细晶IF钢在连续退火过程中形成较强的〈111〉//ND再结晶织构.当退火温度为850℃,保温时间为120 s时,钢板具有最强的〈111〉//ND织构;随着保温时间的增加,〈111 〉//ND织构逐渐增强,〈 110〉//RD先减弱后增强.再结晶织构在{111}面与{112}面之间转化并发生漫散现象.     

Microstructure and texture evolution of cold-rolled deep-drawing steel sheet during annealing

In accordance with experimental results about the annealing microstructure and texture of cold-rolled deepdrawing sheet based on the compact strip production (CSP) process, a two-dimensional cellular automation simulation model, considering real space and time scale, was established to simulate recrystallization and grain growth during the actual batch annealing process. The simulation results show that pancaked grains form during recrystallization. {111} advantageous texture components become the main parts of the recrystallization texture. After grain growth, the pancaked grains coarsen gradually. The content of {111} advantageous texture components in the annealing texture increases from 55vol% to 65vol%; meanwhile, the contents of {112}〈110〉 and {100}〈110〉 texture components decrease by 4% and 8%, respectively, compared with the recrystallization texture. The simulation results of microstructure and texture evolution are also consistent with the experimental ones, proving the accuracy and usefulness of the model.